(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如图2。化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是______________________________。化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为________。 (4)硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，结构如图3所示，其化学式为________。 (5)钙钛矿晶体的结构如图4所示。钛原子位于立方晶胞的顶角，被________个氧原子包围成配位八面体；钙原子位于立方晶胞的体心，被________个氧原子包围，钙钛矿晶体的化学式为________。 [解析] (1)Ti为22号元素，由构造原理可知基态Ti原子的3d能级和4s能级上各有2个电子，则其价电子排布图为；由题图1可知，钛晶体的堆积方式为六方最密堆积。(2)根据TiCl4在通常情况下呈液态，且熔沸点较低，可知TiCl4为分子晶体。(3)化合物乙能形成分子间氢键，而化合物甲不能形成分子间氢键，故化合物乙的沸点明显高于化合物甲。化合物乙中采取sp3杂化的原子有C、N、O，第一电离能N>O>C。(4)如题图3所示，每个O原子被2个Ti原子共用，每个Ti原子被2个O原子共用，由均摊法可知该阳离子中Ti、O原子个数之比为1∶1，结合Ti为＋4价，O为－2价，故该阳离子的化学式为TiO2＋(或[TiO]n＋)。(5)钛原子位于立方晶胞的顶角，被6个氧原子包围成配位八面体；钙原2n子位于立方晶胞的体心，被12个氧原子包围；每个晶胞中含有的钛原子和钙原 33 / 41 子均为1个，晶胞的12个边上各有一个氧原子，根据均摊法可知每个晶胞实际占1有的氧原子数为12×＝3，故该钙钛矿晶体的化学式为CaTiO3。 4[答案] (1) 六方最密 (2)分子 (3)化合物乙分子间形成氢键 N>O>C (4)TiO2＋(或[TiO]2nn＋) (5)6 12 CaTiO3 3．(20xx·河南省级示范性高中4月联考)近日，我国科学家在《自然·通信》杂志上发表研究报告称，利用铬同位素的系统分析发现“中元古代大气氧含量高于现代水平的1%”。铬的同位素有5024Cr、5224Cr、5324Cr、5424Cr。铬及其化合物在生活、生产中有广泛应用。回答下列问题： (1)基态5324Cr的价层电子轨道表达式为________。 (2)交警用“酒精仪”查酒驾，其化学反应原理为2K2Cr2O7＋3CH3CH2OH＋8H2SO4―→3CH3COOH＋2Cr2(SO4)3＋2K2SO4＋11H2O。①CH3CH2OH、CH3COOH的沸点高于对应的CH3OCH3(二甲醚)、HCOOCH3(甲酸甲酯)，主要原因是____________。 ②CH3COOH分子中碳原子的杂化类型是________；CH3COOH分子中σ键和π键的数目之比为________。 ③K2SO4晶体中阴离子的空间构型是________。该反应中，只含极性键的极性分子有________(填分子式)。 (3)CrF3晶体、CrBr3晶体的熔点分别为1100℃以上、79℃，其可能的原因是_______________________________________。 (4)晶体铬的晶胞结构如图1所示，其堆积模型为________；铬原子的配位数为________。 (5)铬的一种氧化物晶胞如图2所示。六棱柱边长为a nm，高为b nm，NA代表阿伏加德罗常数的值。该晶体的化学式为__________________；该晶体的密度ρ＝______g·cm－3。 [解析] (1)基态铬原子的价层电子排布式为3d54s1。(2)①乙醇、乙酸分子间存在氢键，氢键比范德华力强，所以，乙醇的沸点高于二甲醚，乙酸的沸点高 34 / 41 于甲酸甲酯。②CH3COOH分子中—CH3中C原子采用sp3杂化，—COOH中碳原子采用sp2杂化。单键都是σ键，1个碳氧双键含1个σ键和1个π键，故CH3COOH分子中σ键和π键的数目之比为7∶1。③K2SO4的阴离子是SO24－，SO24－的空间构型是正四面体形，乙醇、乙酸分子中存在碳碳非极性键，H2O、H2SO4分子中只含极性键。(3)三氟化铬、三溴化铬的晶体类型不同，故熔点相差较大。(4)图1为体心立方堆积，铬原子的配位数为8。(5)根据11均摊法，1个晶胞含4个铬离子，含氧离子数目为12×＋2×＋3＝6，则该晶62体的化学式为Cr2O3。六棱柱的底由6个正三角形组成，每个正三角形的面积为3233a2332a nm2，总面积为 nm2，则六棱柱的体积为ab nm3。晶体密度ρ＝422?52×4＋16×6?×1021 g·cm－3。 33NA·a2b2[答案] (1) ③正四面体形 H2O、H2SO4 (2)①CH3CH2OH、CH3COOH分子间存在氢键 ②sp2、sp3 7∶1 (3)CrF3是离子晶体，CrBr3是分子晶体，离子键比分子间作用力强 (4)体心立方堆积 8 ?52×4＋16×6?×1021(5)Cr2O3 33NA·a2b2拔高练(25分钟) 1．(20xx·太原一模)高氯酸三碳酰肼合镍{[Ni(CHZ)3](ClO4)2}是一种新型的起爆药。 (1)Ni能与CO形成配合物Ni(CO)4，配体CO中提供孤电子对的是C原子，其理由可能是____________________________；该配合物分子中σ键与π键数目之比为________。 (2)①ClO－4的空间构型是________。 ②写出与ClO－4互为等电子体的一种分子和一种离子________、________(填化学式)。 (3)化学式中CHZ为碳酰肼，其结构为 35 / 41 ，它是一种新型的环保锅炉水除氧剂。 ①碳酰肼中氮元素的化合价为________，碳原子的杂化轨道类型为________。 ②碳酰肼可以由碳酸二甲酯()和肼(N2H4)反应制得，有关的化学方程式为 _________________________________________________。 (4)高氯酸三碳酰肼合镍可由NiO、高氯酸及碳酰肼化合而成。 ①比较次氯酸和高氯酸的酸性，并说明理由 ___________________________________________________。 ②如图为NiO晶胞，若晶胞中含有的Ni2＋数目为a，Ni2＋的配位数为b，NiO晶体中每个Ni2＋距离最近的Ni2＋数目为c，则a∶b∶c＝________。 [解析] (1)由于O原子的电负性比C原子强，在形成配合物时不易给出孤电子对，故在配合物Ni(CO)4中，配体CO中提供孤电子对的是C原子而不是O原子；Ni(CO)4分子中σ键个数为1×4＋4＝8，π键个数为2×4＝8，所以σ键与π键个数之比为1∶1。(2)①ClO－4中氯原子的价层电子对数为4＋ 36 / 41
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